SuperPose — это свободно доступный веб-сервер, предназначенный для выполнения как парных, так и множественных суперпозиций белковых структур . [1] Термин « Структурная суперпозиция » относится к вращениям и переводам, выполняемым над одной структурой, чтобы она совпадала или выравнивалась с другой структурой или структурами. Структурная суперпозиция может быть количественно определена либо с точки зрения мер сходства, либо с точки зрения различий. Оптимальная суперпозиция — это та, в которой мера сходства максимизирована (первый случай) или мера различия (последний случай) минимизирована. Веб-сервер «SuperPose» использует « RMSD » или среднеквадратичное отклонение в качестве меры различия для поиска оптимальной парной или множественной суперпозиции белковых структур. После выравнивания начальной последовательности и вторичной структуры (в случае низкой идентичности последовательности) SuperPose генерирует матрицу расстояний разности (DD) [2] из эквивалентных атомов C-альфа двух молекул. Затем информация о выравнивании последовательности/структуры и анализе матрицы DD передается в модифицированный алгоритм собственных значений кватерниона [3] для быстрого выполнения структурной суперпозиции и расчета RMSD между выровненными областями двух макромолекул.
Веб-сервер SuperPose требует файлы в формате PDB (двух или более структур белков для наложения) или их номера доступа PDB в качестве входных данных. SuperPose может обрабатывать как рентгеновские, так и ЯМР- структуры. ЯМР- структуры часто состоят из 20-30 почти идентичных структур, которые необходимо наложить друг на друга для создания многоструктурной «блюрограммы». Для наложения двух или более структур SuperPose генерирует выравнивания последовательностей , выравнивания структур , координаты PDB (Банк данных белков) и статистику RMSD , а также графики расстояний разницы и изображения (как статические, так и интерактивные) наложенных молекул. [1] Все изображения наложенных структур можно переформатировать как каркасные или ленточные, цветные или в оттенках серого, стерео или моно с помощью меню «Параметры вывода». Цвет фона изображений также можно переключать с черного на белый.
SuperPose очень гибок и способен накладывать структуры, которые имеют существенные различия в последовательности, размере или форме. В результате он может обрабатывать гораздо большее разнообразие запросов и ситуаций суперпозиции, чем большинство других программ или серверов. В частности, SuperPose может обрабатывать суперпозиции с: (i) идентичными последовательностями, но немного разными структурами; (ii) идентичными последовательностями, но глубоко разными структурами (например, открытые и закрытые формы кальмодулина); (iii) умеренно разными последовательностями, длинами и структурами; (iv) разными длинами последовательностей, но похожими структурами или последовательностями; и (v) в значительной степени разными последовательностями, но в значительной степени похожими структурами. Superpose способен вычислять как парные, так и множественные суперпозиции структур. Он также может генерировать средние и парные значения RMSD для альфа-углеродов, атомов основной цепи, тяжелых атомов и всех атомов. В случае сравнения идентичных последовательностей SuperPose генерирует таблицы и графики RMSD «по остаткам» , которые позволяют пользователям идентифицировать, оценивать и просматривать отдельные сдвиги остатков или позиционные смещения.
Рисунок : Скриншоты сервера SuperPose, демонстрирующие различные виды доступных графических и текстовых выходов. (a) Просмотрщик WebMol, (b) изображение MolScript, (c) парное выравнивание, (d) матрица расстояний разницы и (e) вывод RMSD для парной суперпозиции 2TRX_A и 3TRX_A ( тиоредоксин Escherichia coli и тиоредоксин человека). Обратите внимание, что идентичность последовательностей между двумя белками составляет 29%.
Веб-сервер SuperPose